Java中Lambda表达式的简单介绍

一、简介

Lambda表达式是 Java 8 引入的新特性，提供了一种简洁明了的方式来表示匿名函数（没有声明的方法）。它使得函数式编程在Java中成为可能，大大简化了代码，提高了可读性和可维护性。

基本语法：

(参数列表) -> 表达式
或
(参数列表) -> { 代码块 }

参数列表：可以为空（()）或包含一个或多个参数。
箭头操作符：->，将参数列表与方法体分隔开。
方法体：可以是一个表达式或一段代码块。

二、组成部分

Lambda表达式由以下三个部分组成：

参数列表：
- 表示输入参数，可以有0个、1个或多个。
- 如果有多个参数，用逗号分隔。
- 类型声明可选：参数类型可以明确声明，也可以省略，由编译器根据上下文推断。
- 如果只有一个参数，圆括号可以省略。
示例：
```
(int x, int y) -> x + y   // 类型声明
(x, y) -> x + y           // 类型推断
x -> x * x                // 单个参数，省略括号
() -> System.out.println("Hello") // 无参数
```
箭头操作符 (->)：
- 将参数列表与方法体分隔开。
- ->是Lambda表达式的核心语法符号。
方法体：
- 定义Lambda表达式要执行的功能，可以是：
  - 单个表达式（无需大括号，值会自动作为返回值）。
  - 代码块（用大括号包裹，需要显式使用return返回值）。
- 方法体的形式决定大括号和返回关键字的使用规则：
  - 单表达式：省略大括号和return。
  - 代码块：必须加大括号，返回值需显式return。
示例：
```
(x, y) -> x + y           // 单表达式，返回x + y的值
(x, y) -> { return x + y; } // 代码块，显式返回x + y的值
() -> System.out.println("Hello World") // 无返回值
```

三、使用场景

1. 函数式接口

函数式接口是只包含一个抽象方法的接口，通常会在接口上使用@FunctionalInterface注解。Lambda表达式最常见的用途就是替代匿名内部类来实现函数式接口。

示例：

@FunctionalInterface
interface MathOperation {
    int operation(int a, int b);
}

// 使用Lambda表达式
MathOperation addition = (a, b) -> a + b;
int result = addition.operation(5, 3); // 输出8

2. 结合集合框架

Lambda表达式与Java集合框架的Stream API紧密结合，方便进行集合数据的过滤、映射、归约等操作。

示例：

List<String> names = Arrays.asList("Alice", "Bob", "Charlie", "David");

// 过滤出以字母'C'开头的名字并打印
names.stream()
     .filter(name -> name.startsWith("C"))
     .forEach(System.out::println); // 输出 "Charlie"

四、优点与注意事项

优点：

代码简洁：消除了匿名内部类的冗长代码，使代码更加精炼。
可读性高：代码结构清晰，逻辑一目了然。
提高效率：支持并行流处理，充分利用多核CPU的优势。
灵活性强：与函数式接口、方法引用等特性结合，增强了代码的灵活性。

注意事项：

只能用于函数式接口：Lambda表达式需要一个目标类型，该类型必须是函数式接口。
变量作用域：Lambda表达式中使用的局部变量必须是final或有效的final（即其值在初始化后未被修改）。
检查异常：Lambda表达式中如果抛出受检异常，必须在接口的抽象方法中声明该异常。
调试困难：Lambda表达式的堆栈信息可能不如传统代码直观，调试时需要注意。

五、函数式接口

Java 8在java.util.function包中提供了一系列通用的函数式接口，如：

Predicate<T>：接收一个参数，返回boolean值。

Predicate<String> isEmpty = s -> s.isEmpty();
System.out.println(isEmpty.test("")); // true
System.out.println(isEmpty.test("Hello")); // false

Function<T, R>：接收一个参数，返回一个结果。

Function<Integer, String> intToString = num -> "Number: " + num;
System.out.println(intToString.apply(10)); // 输出 "Number: 10"

Consumer<T>：接收一个参数，无返回值。

Consumer<String> printer = s -> System.out.println(s);
printer.accept("Hello World!"); // 输出 "Hello World!"

Supplier<T>：不接收参数，返回一个结果。

Supplier<Double> randomSupplier = () -> Math.random();
System.out.println(randomSupplier.get()); // 输出一个随机数

BinaryOperator<T>：接收两个相同类型的参数，返回一个相同类型的结果。

BinaryOperator<Integer> adder = (a, b) -> a + b;
System.out.println(adder.apply(10, 20)); // 输出 30

六、方法引用

如果Lambda表达式仅调用一个已存在的方法，可以使用方法引用来替代，语法更加简洁。

语法：

对象的实例方法引用：instance::method
类的静态方法引用：Class::staticMethod
类的实例方法引用：Class::instanceMethod

示例：

public class LambdaClassSuper {
    LambdaInterface sf(){
        return null;
    }
}

public class LambdaClass extends LambdaClassSuper {
    public static LambdaInterface staticF() {
        return null;
    }

    public LambdaInterface f() {
        return null;
    }

    void show() {
        //1.调用静态函数，返回类型必须是functional-interface
        LambdaInterface t = LambdaClass::staticF;

        //2.实例方法调用
        LambdaClass lambdaClass = new LambdaClass();
        LambdaInterface lambdaInterface = lambdaClass::f;

        //3.超类上的方法调用
        LambdaInterface superf = super::sf;

        //4. 构造方法调用
        LambdaInterface tt = LambdaClassSuper::new;
    }
}

七、使用示例

实现线程：

// 传统方式
new Thread(new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("Thread is running");
    }
}).start();

// 使用Lambda表达式
new Thread(() -> System.out.println("Thread is running")).start();

列表排序：

List<Integer> strings = Arrays.asList(1, 2, 3);
//传统方式
Collections.sort(strings, new Comparator<Integer>() {
@Override
public int compare(Integer o1, Integer o2) {
    return o1 - o2;}
});

//Lambda
Collections.sort(strings, (Integer o1, Integer o2) -> o1 - o2);
//分解开
Comparator<Integer> comparator = (Integer o1, Integer o2) -> o1 - o2;
Collections.sort(strings, comparator);